Таблицы шероховатости металлов

После механической обработки металлов поверхность заготовки не идеально ровная. Невооруженным глазом заметить микрометры зазубрин, царапин или перепадов сложно. Однако их размеры четко описаны в ГОСТ 2789-73.

Минимальная деформация поверхности после обработки и называется шероховатостью металла.

При увеличении площади обрабатываемой поверхности растет и коэффициент шероховатости. На чертежах, как правило, обозначают следующие типы шероховатостей и параметры:

1. Ra – среднее арифметическое отклонение профиля.
2. Rz – выборка из десяти точек, по которым определяется высота неровности.
3. Pmax – максимальная высота неровности.
4. Sm – средний шаг неровности.
5. S – средний шаг местных выступов на металле.
6. Tp – относительная опорная длина, где p – это уровень сечения заготовки.

Шероховатость поверхности влияет на работу деталей машин так:

1. Нарушение характера сопряжения деталей за счет быстрого износа (смятия) выступов профиля.
2. Снижается жесткость в стыковых соединениях.
3. Быстрое разрушение уплотнителя за счет шероховатой поверхности валов.
4. Усталостная прочность снижается из-за неровностей, которые выступают в роли концентраторов напряжения.
5. Шероховатость негативно влияет на герметичность соединений, качество гальванических связей.
6. Точность измерения деталей ниже при шероховатой поверхности.
7. Коррозия быстрее поражает поверхность с грубой обработкой.

Виды поверхностей по классам шероховатостей

Рассмотрим виды поверхностей металла по классам шероховатости:

1. Без обработки – это состояние поставки, то есть механическая обработка отсутствует.
2. Класс 1 – нерабочие контуры деталей (формы) для литья, штамповки или поковки.
3. Класс 2 – заготовки под сварку, торцы пружин сжатия, опоры или масляные каналы в силовых валах.
4. Класс 3 –  несопрягаемые поверхности в неответственных деталях (основания, корпусы, отверстия и пазы, торцы валов).
5. Класс 4 – прилегающие поверхности, но не посадочные (опорные плоскости корпусов, наружные поверхности зубчатых колес, канавки, фаски, закругления).
6. Класс 5 – неответственные торцы, использование под втулки, шлицевые валы, выточки, шаровые поверхности ниппелей.
7. Класс 6 – деталь используется, как поверхность выступающих частей быстровращающихся механизмов, зубья конических и цилиндрических колес.
8. Класс 7– трущиеся поверхности деталей с малой нагрузкой, посадочные поверхности, наружные диаметры шлицевого соединения.
9. Класс 8 – это посадочные поверхности с длительным сохранением заданной поставки, а также притираемые поверхности в герметичных соединениях.
10. Класс 9 – это трущиеся поверхности в деталях с сильной нагрузкой, работающие в условиях постоянного трения, рабочие поверхности направляющих.
11. Класс 10 – поверхность деталей, которые работают на трение и задают точность работы механизма.
12. Класс 11 – рабочие шейки валов в быстроходных станках и механизмах, рабочие поверхности измерительных приборов.
13. Класс 12 – зеркальные валики на координатно-расточных станках, поверхности шкал с оптическими отсчетами.

Чем выше класс неровности, тем меньше выражены неровности на микрометровом уровне. Соответственно, требования к обработке поверхностей классов 10-12 наиболее высоки, так как от них зависит качество готовой продукции.

Числовые значения параметров шероховатости

Классы шероховатости	Параметры шероховатости						Базовая длина L,мм
	Ra			Rz
грубее 1-го	—	—	100	630	500	400	25
1	80	63	50	320	250	200	8,0
2	40	32	25	160	125	100
3	20	16,0	12,5	80	63	50
4	10	8,0	6,3	40	32	25	2,5
5	5,0	4,0	3,2	20	16	12,5
6	2,5	2,0	1,6	10,0	8,0	—	0,8
7	1,25	1,0	0,80	6,3	5,0	4,0
8	0,63	0,50	0,40	3,2	2,5	2,0
9	0,32	0,25	0,20	1,60	1,25	1,00	0,25
10	0,160	0,125	0,100	0,80	0,63	0,50
11	0,080	0,063	0,050	0,40	0,32	0,25
12	0,040	0,032	0,025	0,20	0,16	0,125
13	0,020	0,016	0,012	0,100	0,080	0,063	0,08
14	0,010	0,008	—	0,050	0,040	0,032

Примечание: выделенные числовые значения параметров шероховатости рекомендованы к применению в машиностроении. Применение параметра Ra предпочтительно.

Шероховатость поверхности при механических методах обработки

Наружные цилиндрические поверхности

Методы обработки

Параметры шероховатости, мкм

Rz

Ra

Rz

320

160

80

40

20

2,5

1,25

0,63

0,32

0,16

0,08

0,04

0,1

Обтачивание

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Шлифование

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Притирка

Грубая

Средняя

Тонкая

Отделка абразивным полотном

Обкатывание роликом

Шлифование-отделка (супер-финиширование)

Внутренние цилиндрические поверхности

Методы обработки

Параметры шероховатости, мкм

Rz

Ra

Rz

320

160

80

40

20

2,5

1,25

0,63

0,32

0,16

0,08

0,04

0,1

Растачивание

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Сверление

Зенкерование

Черновое (по корке)

Чистовое

Развертывание

Нормальное

Точное

Тонкое

Протягивание

Внутреннее шлифование

Предварительное

Чистовое

Калибрование шариком

Притирка

Грубая

Средняя

Тонкая

Шлифование – притирка (хонингование)

Нормаль- ное

Зеркальное

Литье

Методы обработки		Параметры шероховатости, мкм
		Rz					Ra							Rz
		320	160	80	40	20	2,5	1,25	0,63	0,32	0,16	0,08	0,04	0,1
В землю
В оболочковыe формы
По выплавляемым моделям

Плоскости

Методы обработки

Параметры шероховатости, мкм

Rz

Ra

Rz

320

160

80

40

20

2,5

1,25

0,63

0,32

0,16

0,08

0,04

0,1

Строгание

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Цилиндрическое фрезерование

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Торцевое фрезерование

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Торцевое точение

Предварительное

Чистовое

Тонкое

Плоское шлифование

Предварительное

Чистовое

Притирка

Грубая

Средняя

Тонкая

____________________________________________________________

Аммон К. Л. Оценка и исследование чистоты обработанных поверхностей //М.: Оборонгиз. – 1950.

МЕТОД КЛАССИФИКАЦИИ ПРОФИЛЕЙ СТАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ПОСЛЕ АБРАЗИВОСТРУЙНОЙ ОБРАБОТКИ // ООО НТЦ Эксперт URL: https://www.ntcexpert.ru/documents/iso-8503-2.pdf (дата обращения: 19.09.2023).

Грановский А. В., Лейтес Е. С. Влияние жесткости вертикальных стыковых соединений на напряженно-деформированное состояние несущих конструкций крупнопанельных зданий //Исследование крупнопанельных и каменных конструкций. – 1986. – С. 24-34.